Jak Audi wykorzystuje druk 3D z metalu?

Audi, jeden z gigantów branży automotive na początku 2017 podał oficjalną informację o podjęciu współpracy z firmą EOS, wiodącym producentem drukarek 3D m. in. drukujących z metalu w technologiach ELB i DMLS. Współpraca ma polegać nie tylko na dostarczeniu odpowiedniego osprzętu do fabryk Audi. Zakłada ona również wsparcie w rozwoju zastosowań druku 3D oraz szkolenie inżynierów aby finalnie zostali ekspertami w kategorii technologii przyrostowych.

Audi wiąże duże nadzieje z drukiem 3D. Są przekonani, że rozwój tej technologii pozwoli im zwiększyć efektywność oraz obniżyć koszty produkowanych części. Podstawowym zastosowaniem na tą chwilę jest rapid prototyping. Druk 3D z metalu daje projektantom możliwość tworzenia funkcjonalnych prototypów oraz  przetestowania ich nawet kilka godzin po zaprojektowaniu. Technologie przyrostowe dają również możliwość eksperymentowania z geometrią, która była dotychczas nieosiągalna dla tradycyjnych technik wytwarzania.

Oprócz prototypowania Audi wykorzystuje druk 3D z metalu do wytwarzania narzędzi produkcyjnych i montażowych. Dyrektor do spraw wytwarzania narzędzi Jörg Spindler mówi: “Dzięki tej technologii mamy możliwość implementacji w narzędziach funkcjonalności oraz struktur wewnętrznych, których nie byliśmy dotychczas w stanie wytworzyć przy pomocy konwencjonalnych metod. Szczególnie w przypadku krótkich serii produkcyjnych możemy wytwarzać konstrukcje o zredukowanej masie szybko i ekonomicznie.”

Wiele firm produkuje duże serie części zamiennych, które przez lata zalegają w magazynach i muszą być rozsyłane po całym świecie. Audi postanowiło wykorzystać technologię wytwarzania przyrostowego aby wyeliminować ten problem.  Dzięki drukarkom 3D części zamienne mogą być  szybko wytwarzane od ręki w poszczególnych placówkach. Niestety technologia nie pozwala jeszcze aby produkcja części tą metodą była ekonomicznie opłacalna we wszystkich przypadkach, więc dotyczy to tylko niektórych elementów. Cały czas trwają jednak badania nad szerszym wykorzystaniem tego rozwiązania.

Ciekawym projektem, w którym Audi wykorzystuje technologie przyrostowe jest projekt łazika księżycowego o nazwie Audi lunar quattro. Harald Eibisch iżynier rozwoju technologii przyrostowych i odlewnictwa mówi “Druk 3D z aluminium pozwala produkować części o małej masie, o niemalże dowolnym kształcie z zamkniętą powłoką. Grubość ściany koła Audi lunar quattro to zaledwie 1mm, lecz mimo tego cechuje się ono bardzo dużą wytrzymałością dzięki zawansowanej geometrii. ”  Dzięki zastosowaniu technologii druku 3D udało się obniżyć masę pojedynczego koła o 400g. Wydaje się, ze nie jest to dużo, lecz dzięki oszczędności 1,6kg na 4 kołach, łazik będzie mógł zostać wyposażony w dodatkową aparaturę badawczą wartą 1,28 miliona euro.

 

Inżynieria odwrotna – kto tego używa?

W poprzednim wpisie przedstawiłem ogólną zasadę działania skanera 3D oraz inżynierii odwrotnej. Tym razem chciałbym skupić się na jej praktycznym zastosowaniu oraz korzyściach, które niesie za sobą jej wykorzystanie. 

Tworzenie bazy danych części
Podstawowym zastosowaniem inżynierii odwrotnej jest zwyczajne odtworzenie dokumentacji technicznej. Wiele firm posiada części, do których nie ma dokumentacji. Dzięki zastosowaniu inżynierii odwrotnej mogą stworzyć bazę danych z modelami 3D tych elementów. Wtedy w razie awarii każdą z tych części można szybko odtworzyć lub w razie potrzeby wyprodukować dodatkową serię w dowolnym nakładzie.


Rekonstrukcja uszkodzonych elementów

Nie zawsze jednak myślimy w przód. Awaria może zdarzyć się w najbardziej niespodziewanym momencie, a części zamienne nie zawsze są dostępne na rynku. Wtedy również inżynieria odwrotna przychodzi nam z pomocą. Posłużę się tutaj przykładem wirników  z linii produkcyjnej do nawozów sztucznych. Jedna z części  na linii produkcyjnej naszego klienta uległa zniszczeniu, a jej dostępność na rynku była mocno ograniczona. Uszkodzony wirnik  został zeskanowany, a następnie dzięki oprogramowaniu CAD zrekonstruowaliśmy uszkodzoną łopatkę. Dzięki połączeniu inżynierii odwrotnej oraz drukowi 3D użyteczna część wróciła do klienta w ciągu kilku dni.   

 

Projektowanie współpracujących części

Inżynieria odwrotna również przydaje się podczas projektowania części precyzyjnie dopasowanych do innych elementów. Współpracujemy z firmą Unilogo zajmującą się tworzeniem linii produkcyjnych do obsługi opakowań. Skanujemy opakowania i na ich podstawie projektujemy uchwyty dokładnie dopasowane do ich kształtu. Części tego typu produkowane są w małych nakładach, więc wytwarzamy je w technologii druku 3D. Pozwala to na skrócenie czasu produkcji oraz uniknięcie kosztów początkowych, które Unilogo musiałoby ponieść produkując części innymi metodami. 

Inne zastosowania

Jest to również doskonałe narzędzie jeśli zachodzi potrzeba modyfikacji części do własnych potrzeb. Możemy zeskanować taką część, wprowadzić w niej dowolne modyfikacje oraz wyprodukować prototyp lub krótką serię w technologii druku 3D. Skanowanie 3D sprawdza się też doskonale jako narzędzie do kontroli jakości. Na podstawie skanu jesteśmy w stanie sprawdzić odchyłki finalnego produktu od projektu oraz przeprowadzić analizę wytrzymałościową.